(57)【要約】  光配向制御方法及び光配向装置が開示される。光配向制御方法において、基板（２００）の重み付け動的偏光角偏移を得るために、配向照明装置（１１０）に対する移動台（１３０）のヨー角を検出し、基板（２００）を回転させるための回転台（１２０）の回転角度を制御する。それにより、光配向処理における配向角度制御の精度を効果的に向上させ、配向膜に形成される配向角度の精度を保証する。【選択図】図１
2019527378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光照明器から発せられる偏光を使用して基板の光配向中の偏光の偏光角の偏移の均一性を制御するための光配向制御方法であって、
基板上で光配向走査方向に沿ってＫ個の離散サンプリング位置ｓ.ｙｋ，ｋ=１，２，・・・，Ｋを選択し、露光領域内でＭ個の検出点（Ｘｍ，Ｙｍ），ｍ＝１，２，・・・，Ｍを選択し、光配向中に離散サンプリング位置の各々で検出点の各々に対する偏光角偏移Ｄ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）及び対応する照度レベルＩ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ）を取得し、離散サンプリング位置の各々での偏光照明器に対する、基板が乗せられている移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）を測定し、
順方向及び逆方向の光配向走査が実行された後に、下記の式に従って各検出点（Ｘｍ，Ｙｍ）に対する重み付け動的偏光角偏移ＷＤｄｙｎ（Ｘｍ，Ｙｍ）を計算し、
【数１６】
2019527378.tif 000020
ここで、（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ））は移動台の座標系における検出点の座標を表し、該検出点は基板の座標系における座標Ｘｍ，Ｙｍ）を有し、
以下の式に従って、基板に対する重み付け動的偏光角偏移均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」を取得し、
【数１７】
2019527378.tif 000021
基板と移動台との間に配置され、偏光照明器に対する移動台のヨー角及び基板の重み付け動的偏光角偏移均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」に基づいて基板を回転させるように構成された回転台の回転角度を制御する、ことを含む光配向制御方法。
【請求項２】
偏光角偏移が光配向処理中に検出点で受光した偏光の実際の偏光角と偏光の公称の偏光角との間の差である、請求項１に記載の光配向制御方法。
【請求項３】
（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ））が以下の式によって与えられ、
【数１８】
2019527378.tif 000022
ここで、Ｒｔは基板を回転させるための回転台の回転を表し、
Ｍｐは回転台の下に位置する移動台に対する基板の膨張比を表し、
Ｒｐは移動台に対する基板の回転を表し、
【数１９】
2019527378.tif 000023
は移動台に対する基板の並進運動を表す、請求項１に記載の光配向制御方法。
【請求項４】
回転台の回転Ｒｔ、回転台の下に位置する移動台に対する基板の膨張比Ｍｐ、及び移動台に対する基板の回転Ｒｐが、
基板上に、それの基板の座標系における公称の位置が（Ｘｉ,Ｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉで示される位置合わせマークＩを設けること、
位置合わせマークＩの試験位置（Ｃａｘｉ,Ｃａｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉを得るために位置合わせシステムを使用して位置合わせマークＩを個々に位置合わせすること、
位置合わせマークの公称の位置（Ｘｉ,Ｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉ及び試験位置（Ｃａｘｉ,Ｃａｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉ、並びに配向中の移動台の対応する位置（ｓ．ｙｋ），ｉ＝１，２，・・・，Ｉに基づき、以下の式
【数２０】
2019527378.tif 000024
よって定義される基板位置合わせモデルに従ってＲｔ、Ｍｐ及びＲｐを取得すること、によって得られる、請求項３に記載の光配向制御方法。
【請求項５】
離散サンプリング位置の各々での偏光照明器に対する移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）の測定が、離散サンプリング位置の各々における移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）及び離散サンプリング位置の各々における偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を測定して、Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）＝Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）／Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）としてＹａｗ（ｓ.ｙｋ）を取得することを含む、請求項１に記載の光配向制御方法。
【請求項６】
離散サンプリング位置の各々において移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を測定することが、
移動台の側面を測定面として選択し、第１干渉計の２つの測定光線を測定面に向け、
第１干渉計の２つの測定光線の移動台の測定面までの光路の長さの差Δｙ１と、該２つの測定光線の光路の中心間の距離ｓ１とを取得し、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を算出すること、を含む、請求項５に記載の光配向制御方法。
【請求項７】
測定面が、光配向走査方向に垂直な移動台の側面である、請求項６に記載の光配向制御方法。
【請求項８】
離散サンプリング位置の各々において移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を測定することが、
光配向走査方向に沿って互いに平行に配置された２つの格子スケールを設け、それぞれの格子スケールに対応する読み取りヘッドを、光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付け、
２つの格子スケールの測定値の差と、２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１とに基づいて、それぞれの読み取りヘッドによって格子スケールの測定値を取得し、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算すること、を含む、請求項５に記載の光配向制御方法。
【請求項９】
離散サンプリング位置の各々において偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を測定することが、
偏光照明器の線形格子フレームの側面を測定面として選択し、第２干渉計の２つの測定光線を測定面に向け、
第２干渉計の２つの測定光線の偏光照明器の測定面までの光路の長さの差Δｙ２と、該２つの測定光線の光路の中心間の距離ｓ２とを取得し、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ２／ｓ２に従って偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を算出すること、を含む、請求項６又は８に記載の光配向制御方法。
【請求項１０】
偏光照明器の測定面が、光配向走査方向に垂直である線形格子フレームの側面である、請求項９に記載の光配向制御方法。
【請求項１１】
Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）は以下の式
【数２１】
2019527378.tif 000025
によって計算される、請求項５に記載の光配向制御方法。
【請求項１２】
偏光照明器と、基板を搬送し回転させるように構成された回転台と、回転台の下に配置され、基板が光配向走査を受けるように該基板を移動させるように構成された移動台とを備える光配向装置であって、
光配向処理中に移動台のヨー角を測定するための移動台ヨー角測定器と、
光配向処理中に偏光照明器のヨー角を測定するための偏光照明器ヨー角測定器と、
移動台のヨー角と偏光照明器のヨー角とに基づいて基板の重み付け動的偏光角偏移を計算し、偏光照明器に対する移動台のヨー角及び基板の重み付け動的偏光角偏移に基づいて、回転台の回転を制御するように構成された偏光角偏移制御部と、をさらに備える、光配向装置。
【請求項１３】
移動台ヨー角測定器が、第１干渉測定器と、移動台の側面に取り付けられた第１反射鏡とを備え、第１干渉測定器が、第１干渉測定器から移動台の側面までの２つの第１測定光線の光路間の長さの差Δｙ１を得るために、該２つの第１測定光線を第１反射鏡に向け、第１反射鏡から反射された光線を集光し、さらに、該長さの差Δｙ１及び第１干渉測定器の２つの第１測定光線の中心間の距離ｓ１に基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されている、請求項１２に記載の光配向装置。
【請求項１４】
第１反射鏡が光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付けられている、請求項１３に記載の光配向装置。
【請求項１５】
第１干渉測定器が２つの単軸干渉計を備えている、請求項１３に記載の光配向装置。
【請求項１６】
第１干渉測定器が１つの二軸干渉計を備えている、請求項１３に記載の光配向装置。
【請求項１７】
移動台ヨー角測定器が、光配向走査方向に沿って互いに平行に配置された２つの格子スケールと、それぞれの格子スケールに対応する、光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付けられた読み取りヘッドとを備え、該読み取りヘッドがそれぞれの格子スケールの測定値を取得し、２つの格子スケール測定値の差Δｙ１及び２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１とに基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されている、請求項１２に記載の光配向装置。
【請求項１８】
移動台ヨー角測定器が、第２干渉測定器と、偏光照明器の線形格子フレームの表面に取り付けられた第２反射鏡とを備え、第２干渉測定器が、第２干渉測定器から線形格子フレームの側面までの２つの第２測定光線の光路間の長さの差Δｙ２を得るために、該２つの第２測定光線を第２反射鏡に放射し、第２反射鏡から反射された光線を集光し、さらに、該長さの差Δｙ２及び該２つの第２測定光線の中心間の距離ｓ２に基づいて、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ２／ｓ２に従って移動台のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されている、請求項１３又は１７に記載の光配向装置。
【請求項１９】
第２反射鏡が光配向走査方向に垂直な線形格子フレームの側面に取り付けられている、請求項１８に記載の光配向装置。
【請求項２０】
第２干渉測定器が２つの単軸干渉計を備えている、請求項１８に記載の光配向装置。
【請求項２１】
第２干渉測定器が１つの二軸干渉計を備えている、請求項１８に記載の光配向装置。
【請求項２２】
偏光照明器が照明フレームを備えており、該照明フレームがトラフ状反射鏡と、ランプとを備え、該ランプがトラフ状反射鏡によって反射され、所定の角度で伝播する光線を形成する光を放射するように構成されている、請求項１２に記載の光配向装置。
【請求項２３】
トラフ状反射鏡が放物線状反射鏡である、請求項２２に記載の光配向装置。
【請求項２４】
ランプが、光配向走査方向に垂直な方向において基板の長さよりも長い長さを有している、請求項２２に記載の光配向装置。
【請求項２５】
偏光照明器が線形格子フレームを備え、該線形格子フレームがフィルタと、偏光線形格子と、線形格子保護ガラスとの積層体を備え、該フィルタと該偏光線形格子との間に圧縮空気が導入され、該偏光線形格子と該線形格子保護ガラスとの間に不活性ガスが導入される、請求項１２に記載の光配向装置。
【請求項２６】
不活性ガスが窒素である、請求項２５に記載の光配向装置。
【請求項２７】
偏光直線格子が透明基板と、透明基板上に形成され、多数の細片からなる格子とを備えている、請求項２５に記載の光配向装置。
【請求項２８】
格子が金属又は金属化合物から製造されている、請求項２７に記載の光配向装置。
【請求項２９】
金属がアルミニウムである、請求項２８に記載の光配向装置。
【請求項３０】
金属化合物が酸化チタンである、請求項２８に記載の光配向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造技術の分野に関し、特に、光配向制御方法および光配向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示（ＬＣＤ）パネルは、通常、２枚の基板（薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板とカラーフィルム（ＣＦ）基板）と、２枚の基板の間に挟まれた液晶層と、それぞれの基板の外側に設けられた偏光板とを備える。液晶表示技術においては、液晶層に電界を生じさせ、液晶分子のねじれ角を変化させるために電圧を印加し、基板の外側の２枚の偏光板を用いて画像を表示することができる。
【０００３】
しかしながら、所望の画像表示品質を保証するために、液晶分子は初期配向方向を有する必要がある。これは基板に配向膜を取り付けることによって達成可能であり、それによって液晶分子を特定の方向に配向させることが可能になる。言い換えると、配向膜の表面は、画像が「ムラ（ｍｕｒａ）」なく均一に表示されるように液晶分子の配向を制御および均質化するように処理されてもよい。
【０００４】
現在、配向膜の配向処理は、配向膜に偏光の偏光軸の方向と同一な、又は直交する方向に光架橋、光分解、光異性化等の光反応を引き起こすために特定の波長の偏光を配向膜に照射する、光配向処理を利用してもよい。その結果、配向膜は異方性を有し、全ての液晶分子を特定の角度で配向するように誘導することができる指向性固着を可能にする。しかしながら、より高い表示コントラスト及びより高い画素密度に対する要求が高まるにつれて、液晶分子を均質に配向させるという要求がますます高まっており、偏光を生成する光配向装置の偏光軸の方向均一性をさらに確実にすることが必要になっている。すなわち、光配向処理のための均一の偏光角を得るために、装置の光配向の精度に対してより高い要求が課されている。
【０００５】
光配向処理中に偏光角に影響を与える主な要因は偏光照明器及び移動台である。偏光照明器は偏光された光を照射するように構成されており、偏光の偏光状態の変化は偏光角度の誤差を生じる。移動台は、例えば、Ｙ方向に露光走査を進めることを可能にするためにガイドトラック上を移動可能であり、また走査方向に対して垂直に（すなわち、Ｒｚ方向に）回転可能である。移動台は、その上に乗せられた基板が露光走査され、光配向されるように、基板をＹ方向に所定の角度で特定の速度で移動させるように機能する。したがって、光配向処理によって正確な配向角度及び基板全体にわたって均一の配向角度を得るためには、光配向装置の良好な光配向精度を確実にすることが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は光配向制御方法及び光配向装置を提供することである。光配向制御方法は、光配向装置の光配向精度を効果的に向上させ、光配向処理中に基板に作用する偏光の偏光均一性を保証し、基板全体にわたって偏光角の偏移の均一性を監視することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、偏光照明器から発せられる偏光による基板の光配向中の偏光の偏光角の偏移の均一性を制御するための光配向制御方法を提供するものであって、該光配向制御方法は、
基板上で光配向走査方向にＫ個の離散サンプリング位置ｓ.ｙｋ，ｋ=１，２，・・・，Ｋを選択し、露光領域内でＭ個の検出点（Ｘｍ，Ｙｍ），ｍ＝１，２，・・・，Ｍを選択し、光配向中に離散サンプリング位置の各々で検出点の各々に対する偏光角偏移Ｄ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）及び対応する照度レベルＩ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ）を取得し、離散サンプリング位置の各々での偏光照明器に対する、基板が乗せられている移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）を測定し、
順方向及び逆方向の光配向走査が実行された後に、下記の式に従って各検出点（Ｘｍ，Ｙｍ）に対する重み付け動的偏光角偏移ＷＤｄｙｎ（Ｘｍ，Ｙｍ）を計算し、
【数１】
2019527378.tif 000003
ここで、（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ））は移動台の座標系における検出点の座標を表し、該検出点は基板の座標系における座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を有し、
以下の式に従って、基板に対する重み付け動的偏光角偏移均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」を取得し、
【数２】
2019527378.tif 000004
基板と移動台との間に配置され、偏光照明器に対する移動台のヨー角及び基板の重み付け動的偏光角偏移均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」に基づいて基板を回転させるように構成された回転台の回転角度を制御する、ことを含む。
【０００８】
選択的に、偏光角偏移は光配向処理中に検出点で受光した偏光の実際の偏光角と偏光の公称の偏光角との間の差であってもよい。
【０００９】
選択的に、（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ））は以下の式によって与えられてもよい。
【数３】
2019527378.tif 000005
ここで、Ｒｔは基板を回転させるための回転台の回転を表す。
Ｍｐは回転台の下に位置する移動台に対する基板の膨張比を表す。
Ｒｐは移動台に対する基板の回転を表す。
【数４】
2019527378.tif 000006
は移動台に対する基板の並進運動を表す。
【００１０】
選択的に、回転台の回転Ｒｔ、回転台の下に位置する移動台に対する基板の膨張比Ｍｐ、及び移動台に対する基板の回転Ｒｐは、
基板上に、それの基板の座標系における公称の位置が（Ｘｉ,Ｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉで示される位置合わせマークＩを設けること、
位置合わせマークＩの試験位置（Ｃａｘｉ,Ｃａｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉを得るために位置合わせシステムを使用して位置合わせマークＩを個々に位置合わせすること、
位置合わせマークの公称の位置（Ｘｉ,Ｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉ及び試験位置（Ｃａｘｉ,Ｃａｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉ、並びに配向中の移動台の対応する位置（ｓ．ｙｋ），ｉ＝１，２，・・・，Ｉに基づき、以下の式
【数５】
2019527378.tif 000007
によって定義される基板位置合わせモデルに従ってＲｔ、Ｍｐ及びＲｐを取得すること、によって得られる。
【００１１】
選択的に、離散サンプリング位置の各々での偏光照明器に対する移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）の測定は、離散サンプリング位置の各々における移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）及び離散サンプリング位置の各々における偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を測定して、Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）＝Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）／Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）としてＹａｗ（ｓ.ｙｋ）を取得することを含んでもよい。
【００１２】
選択的に、離散サンプリング位置の各々において移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を測定することは、
移動台の側面を測定面として選択し、第１干渉計の２つの測定光線を測定面に向け、
第１干渉計の２つの測定光線の移動台の測定面までの光路の長さの差Δｙ１と、測定光線の光路の中心間の距離ｓ１とを取得し、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を算出すること、を含んでもよい。
【００１３】
選択的に、測定面は、光配向走査方向に垂直な移動台の側面であってもよい。
【００１４】
選択的に、離散サンプリング位置の各々において移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を測定することは、
光配向走査方向に沿って互いに平行に配置された２つの格子スケールを設け、それぞれの格子スケールに対応する読み取りヘッドを、光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付け、
２つの格子スケールの測定値の差と、２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１とに基づいて、それぞれの読み取りヘッドによって格子スケールの測定値を取得し、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算すること、を含んでもよい。
【００１５】
選択的に、離散サンプリング位置の各々において偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を測定することは、
偏光照明器の線形格子フレームの側面を測定面として選択し、第２干渉計の２つの測定光線を測定面に向け、
第２干渉計の２つの測定光線の偏光照明器の測定面までの光路の長さの差Δｙ２と、測定光線の光路の中心間の距離ｓ２とを取得し、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ２／ｓ２に従って偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を算出すること、を含んでもよい。
【００１６】
選択的に、偏光照明器の測定面は、光配向走査方向に垂直である線形格子フレームの側面であってもよい。
【００１７】
選択的に、Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）は以下の式
【数６】
2019527378.tif 000008
に従って計算されてもよい。
【００１８】
本発明はまた、上記の光配向制御方法に基づいて、偏光照明器と、基板を搬送し回転させるように構成された回転台と、回転台の下に配置され、基板が光配向走査を受けるように該基板を移動させるように構成された移動台とを備える光配向装置を提供する。光配向装置はさらに、
光配向処理中に移動台のヨー角を測定するための移動台ヨー角測定器と、
光配向処理中に偏光照明器のヨー角を測定するための偏光照明器ヨー角測定器と、
移動台のヨー角と偏光照明器のヨー角とに基づいて基板の重み付け動的偏光角偏移を計算し、偏光照明器に対する移動台のヨー角及び基板の重み付け動的偏光角偏移に基づいて、回転台の回転を制御するように構成された偏光角偏移制御部と、を備える。
【００１９】
選択的に、移動台ヨー角測定器は、第１干渉測定器と、移動台の側面に取り付けられた第１反射鏡とを備え、第１干渉測定器は、第１干渉測定器から移動台の側面までの２つの第１測定光線の光路間の長さの差Δｙ１を得るために、該２つの第１測定光線を第１反射鏡に向け、第１反射鏡から反射された光線を集光し、さらに、該長さの差Δｙ１及び第１干渉測定器の２つの第１測定光線の中心間の距離ｓ１に基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されてもよい。
【００２０】
選択的に、第１反射鏡は光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付けられてもよい。
【００２１】
選択的に、第１干渉測定器は２つの単軸干渉計を備えてもよい。
【００２２】
選択的に、第１干渉測定器は１つの二軸干渉計を備えてもよい。
【００２３】
選択的に、移動台ヨー角測定器は、光配向走査方向に沿って互いに平行に配置された２つの格子スケールと、それぞれの格子スケールに対応する、光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付けられた読み取りヘッドとを備え、該読み取りヘッドはそれぞれの格子スケールの測定値を取得し、２つの格子スケール測定値の差Δｙ１及び２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１とに基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されてもよい。
【００２４】
選択的に、移動台ヨー角測定器は、第２干渉測定器と、偏光照明器の線形格子フレームの側面に取り付けられた第２反射鏡とを備え、第２干渉測定器は、第２干渉測定器から線形格子フレームの側面までの２つの第２測定光線の光路間の差Δｙ２を得るために、該２つの第２測定光線を第２反射鏡に向け、第２反射鏡から反射された光線を集光し、さらに、該長さの差Δｙ２及び該２つの第２測定光線の中心間の距離ｓ２に基づいて、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ２／ｓ２に従って移動台のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されてもよい。
【００２５】
選択的に、光配向走査方向は第２反射鏡が取り付けられている線形格子フレームの側面に対して垂直であってもよい。
【００２６】
選択的に、第２干渉測定器は２つの単軸干渉計を備えてもよい。
【００２７】
選択的に、第２干渉測定器は１つの二軸干渉計を備えてもよい。
【００２８】
選択的に、偏光照明器は照明フレームを備えてもよく、該照明フレームはトラフ状反射鏡と、ランプとを備え、該ランプはトラフ状反射鏡によって反射され、所定の角度で伝播する光線を形成する光を放射するように構成されてもよい。
【００２９】
選択的に、トラフ状反射鏡は放物線状反射鏡であってもよい。
【００３０】
選択的に、ランプは、光配向走査方向に垂直な方向において基板の長さよりも長い長さを有してもよい。
【００３１】
選択的に、偏光照明器は線形格子フレームを備え、該線形格子フレームはフィルタと、偏光線形格子と、線形格子保護ガラスとの積層体を備え、該フィルタと該偏光線形格子との間に圧縮空気が導入され、該偏光線形格子と該線形格子保護ガラスとの間に不活性ガスが導入されてもよい。
【００３２】
選択的に、不活性ガスは窒素であってもよい。
【００３３】
選択的に、偏光直線格子は透明基板と、透明基板上に形成され、多数の細片からなる格子とを備えてもよい。
【００３４】
選択的に、格子は金属又は金属化合物から製造されてもよい。
【００３５】
選択的に、金属はアルミニウムであってもよい。
【００３６】
選択的に、金属化合物は酸化チタンであってもよい。
【００３７】
本発明の光配向制御方法は、偏光照明器に対する移動台のヨー角の検出及び監視において、偏光角に対する偏光照明器の影響及び移動台のヨー角の両方が考慮される。これにより、光配向処理中に基板に作用する偏光角の条件がより包括的に反映され、配向膜の配向角の実際の誤差がより明らかにされる。さらに、ヨー角の検出の結果から基板の重み付け動的偏光角偏移を導き出すことができ、それを回転台の回転調整のために利用することができる。これにより、光配向処理の偏光角制御の精度を効果的に向上させ、配向膜に形成される配向角の精度を向上させることができる。また、本発明の光配向制御方法によれば、基板の重み付け動的偏光角偏移の均一性を確認することができ、それは光配向処理中の基板全面にわたる配向角の均一性を直接的に反映したものである。
【００３８】
本発明の光配向装置において、偏光角偏移制御部は移動台と偏光照明器のヨー角をリアルタイムで監視及び調整する。これにより移動台の位置決め精度を向上させるとともに、光配向装置の光配向制御の精度を向上させ、基板に作用する偏光軸が所定の範囲内に維持されることを保証する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１に係る光配向制御方法を概略的に示したフローチャートである。
【図２ａ】本発明の実施例１に係る光配向制御方法における、移動台のヨー角を測定する処理を概略的に示すフローチャートである。
【図２ｂ】本発明の実施例１に係る光配向制御方法における、移動台のヨー角を測定するための他の処理を概略的に示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１に係る光配向制御方法における、ヨー角の測定原理を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る光配向装置の側面図である。
【図５】本発明の実施例２に係る光配向装置の上面図である。
【図６】本発明の実施例３に係る光配向装置の側面図である。
【図７】本発明の実施例３に係る光配向装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
背景技術で述べたように、配向膜上で行われる光配向処理は偏光照明器及び移動台の位置決め精度における制約を受ける可能性があり、それは偏光角度の変動を生じさせ、配向膜の配向角度の均一性に悪影響を与える可能性がある。
【００４１】
偏光照明器の性能を保証するために、本発明者らは「重み付け静的偏光角偏移の均一性」、「Ｍｕｒａｓｔａ」を計算するためのモデルを提案する。光配向処理中、偏光照明器は基板上に配置された配向膜を照射するための偏光を照射し、配向膜内で偏光の偏光方向と平行又は垂直な方向に光反応を引き起こす。このような光配向露光処理は、走査によって蓄積し、配向膜に作用する偏光の輝度及び偏光軸の方向の両方に依存する偏移に関わりがある。「重み付け静的偏光角偏移の均一性」、すなわち「ｍｕｒａｓｔａ」は偏光の輝度及び偏光軸の方向の全体的な特徴を規定する。
【００４２】
詳細には、偏光照明器のためのｍｕｒａｓｔａ計算を含む方法は、
光配向のために静的露光領域のＫ個の離散サンプリング位置を選択すること、ここで、Ｋは正の整数であり、
それぞれのサンプリング位置における輝度レベルＩ（ｘｉ，ｙｊ）及び偏光角ＰＡ（ｘｉ，ｙｊ）を決定すること、ここで、（ｘｉ，ｙｊ）は基板の座標系におけるサンプリング位置の位置を表し、１≦ｉ≦Ｍ、１≦ｊ≦Ｎであり、ｉ，ｊ，Ｍ，Ｎはいずれも自然数であること、を含む。好ましい実施形態によれば、Ｍ×Ｎ＝Ｋを満たしてもよい。輝度レベルＩ（ｘｉ，ｙｊ）及び偏光角ＰＡ（ｘｉ，ｙｊ）は従来の方法を使用して測定されてもよい。なお、説明を簡単にするために本明細書では従来の方法の詳細な説明を省略する。次に、サンプリング位置の位置に基づいて、偏光角における輝度レベルと偏移Ｄ（ｘｉ，ｙｊ）を記録する。
【００４３】
偏光角における偏移Ｄ（ＸＩ，ＹＪ）はＤ（ＸＩ，ＹＪ）＝ＰＡ（ＸＩ，ＹＪ）−ＰＴ（ＸＩ，ＹＪ）を満たす。
ここで、ＰＡ（ｘｉ，ｙｊ）は実際の偏光角であり、
ＰＴ（ｘｉ，ｙｊ）は公称の偏光角である。
【００４４】
表１は、静的露光領域の点における輝度レベルＩ（ｘｉ，ｙｊ）の一覧を示し、表２は静的露光領域の点における偏光角偏移Ｄ（ｘｉ，ｙｊ）の一覧を示す。ここで、偏光を生成する高圧ＵＶランプの長手方向をＸ方向と定義し、光配向処理における走査方向をＹ方向と定義する。したがって、表１及び表２の実施形態では、選択された離散点はＸ方向に７組（すなわちＭ＝７）あり、Ｙ方向に５組（すなわちＮ＝５）ある。しかしながら、他の実施形態においては、ＭとＮは異なる値であってもよく、本発明は上述の値に限定されない。
【表１】
2019527378.tif 000009
【表２】
2019527378.tif 000010
【００４５】
表１及び２に示されるように、静的露光領域に分布する輝度レベル及び偏光角度偏移から、静的露光領域で実行されるＸ方向走査により蓄積される、重み付け静的偏光角偏移ＷＤｓｔａは以下のように与えられる。
【数７】
2019527378.tif 000011
ここで、Ｎは走査方向（Ｙ方向）の離散点の数を表し、本実施形態ではＮ＝５である。
【００４６】
これに基づいて、静的露光領域全体に対する、重み付け静的偏光角偏移の均一性「Ｍｕｒａｓｔａ」は、次のように定義される。
【数８】
2019527378.tif 000012
ここで、ｍａｘ（ＷＤｓｔａ（ｘｉ））はＸ方向の組の重み付け静的偏光角偏移ＷＤｓｔａ（ｘｉ，ｙｊ）の最大値であり、
ｍｉｎ（ＷＤｓｔａ（ｘｉ））はＸ方向の組の重み付け静的偏光角偏移ＷＤｓｔａ（ｘｉ，ｙｊ）の最小値である。
【００４７】
光配向装置の偏光照明システムによって照射される偏光が十分であるかどうかを検証するために、重み付け静的偏光角偏移の均一性「Ｍｕｒａｓｔａ」を使用することができ、それによって結果として得られる配向膜の配向角度の精度を向上させることができる。
【００４８】
しかしながら、重み付け静的偏光角偏移の均一性「Ｍｕｒａｓｔａ」は偏光照明システムの静的な用途にしか使用できない。実際には、光配向露光処理は、光配向装置の移動台に乗せられ、該移動台によって走査方向に移動させられる基板に対して実行され、それによって露光の光配向処理を完了する。すなわち、光配向処理中の移動台の機械的移動によって、光配向処理に影響を及ぼす、無視できない偏移が生じる可能性がある。移動台の過度のヨー角によって反映される、移動台の位置決め誤差は偏光軸の方向におけるずれを生じさせる可能性がある。
【００４９】
このことを考慮して、本発明者らは、偏光照明器及び移動台の全体的な影響を光配向処理の結果に反映させる「重み付け動的偏光角偏移の均一性」、すなわち、「Ｍｕｒａｄｙｎ」を計算するためのモデルを提案する。具体的には、対応する光配向制御方法は、
光配向される基板上で光配向走査方向にＫ個の離散サンプリング位置ｓ.ｙｋ，ｋ=１，２，・・・，Ｋを選択し、露光領域内でＭ個の検出点（Ｘｍ，Ｙｍ），ｍ＝１，２，・・・，Ｍを選択し、光配向処理中に離散サンプリング位置の各々で検出点の各々に対する偏光の偏光角偏移Ｄ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）及び対応する照度レベルＩ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ）を取得し、離散サンプリング位置での偏光照明器に対する移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）を測定し、
順方向及び逆方向の光配向走査が実行された後に、下記の式に従って検出点（Ｘｍ，Ｙｍ）の各々に対する重み付け動的偏光角偏移ＷＤｄｙｎ（Ｘｍ，Ｙｍ）を計算し、
【数９】
2019527378.tif 000013
ここで、（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ））は移動台の座標系における検出点の座標を表し、該検出点は基板の座標系における座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を有し、
以下の式から、基板に対する重み付け動的偏光角偏移の均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」を取得し、
【数１０】
2019527378.tif 000014
偏光照明器に対する移動台のヨー角及び基板の重み付け動的偏光角偏移の均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」に基づいて基板を回転させるための回転台の回転角度を制御する、ことを含む。
【００５０】
この光配向制御方法により、１つの側面として、光配向装置の全体的な動作を検出及び監視することができ、それにより、オンライン監視から得られる、配向膜における配向角度の条件を直接的に反映しているデータとともに、光配向装置のより安定な条件を知ることができる。もう１つの側面として、検出された結果に基づいて光配向装置を調整することができ、それによって良好な光配向制御の精度を保証することができる。
【００５１】
いくつかの具体的な実施例を示す添付の図面を参照しながら、本明細書に記載される光配向制御方法及び光配向装置を以下にさらに詳細に説明する。本発明の特徴及び長所は以下の詳細な説明及び特許請求の範囲からより明らかになるであろう。添付の図面は、実施例を説明する際の利便性及び明確性のみを意図したものであり、非常に単純化された形式で示されたものであり、必ずしも正確な縮尺で示されているものではない。
【００５２】
第１実施形態
図１は本発明の第１の実施形態に係る光配向制御方法の概略的なフローチャートを示す。示されるように、光配向制御方法は、
Ｓ１００：光配向される基板上で光配向走査方向にＫ個の離散サンプリング位置ｓ.ｙｋ，ｋ=１，２，・・・，Ｋを選択し、露光領域内でＭ個の検出点（Ｘｍ，Ｙｍ），ｍ＝１，２，・・・，Ｍを選択し、光配向処理中に離散サンプリング位置の各々において検出点の各々に対する偏光の偏光角偏移Ｄ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）及び対応する照度レベルＩ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ）を取得し、離散サンプリング位置の各々において偏光照明器に対する移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）を測定し、
Ｓ２００：下記の式に従って、順方向及び逆方向の光配光走査が実施された検出点（Ｘｍ，Ｙｍ）に対する重み付け動的偏光角偏移ＷＤｄｙｎ（Ｘｍ，Ｙｍ）を計算し、
【数１１】
2019527378.tif 000015
ここで、（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ））は移動台の座標系における検出点の座標を表し、該検出点は基板の座標系における座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を有し、
以下の式から、基板に対する重み付け動的偏光角偏移の均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」を取得し、
【数１２】
2019527378.tif 000016
Ｓ３００：偏光照明器に対する移動台のヨー角及び基板の重み付け動的偏光角偏移の均一性に基づいて基板を回転させるための回転台の回転角度を制御する、ことを含む。
【００５３】
具体的には、ステップＳ１００において、光配向処理中に検出点の各々に対して得られた偏光角偏移Ｄ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）は光配向処理中に検出点で照射された偏光の実際の偏光角と対応する公称の偏光角との間の差である。偏光角偏移は、光配向処理中に検出点で偏光の実際の偏光角を検出し、Ｄ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）＝ＰＡ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）−ＰＴ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）に従って偏光角偏移を計算することによって得ることができる。ここで、ＰＴ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）は公称の偏光角を表す。
【００５４】
また、ステップＳ１００において、（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ））は移動台の座標系における検出点の座標を表し、それは基板の座標系における座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を有する。具体的には、光配向処理中、基板は支持台に乗せられ、所定の偏光角に対応する角度だけ回転されられる。そして、光配向処理を完了するために、基板は移動台によって光配向走査方向に沿って移動させられる。移動台は単一方向に移動するので、移動台のぶれ等は光配向偏光角に影響を与えてしまう。このため、移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ．ｙｋ）を確認する必要がある。しかしながら、光配向処理中、基板は偏光角に基づいて回転台によって回転させられているので、基板の座標系と移動台の座標系との間にオフセットが存在する。離散サンプリング位置の各々における検出点の各々に対する正確な重み付け動的偏光角偏移を得るために、それらの座標を基板の座標系から移動台の座標系に変換する必要がある。具体的には、この変換は次のようにして行うことができる。
【数１３】
2019527378.tif 000017
ここで、Ｒｔは基板を回転させるための回転台の回転を表す。
Ｍｐは回転台の下の移動台に対する基板の拡張比を表し、それは基板自体の膨張によって生じる基板の位置の変動を反映しており、移動台は少なくとも、Ｙ及びＲｚ方向に２つの自由度を有する。
Ｒｐは移動台に対する基板の回転を表す。
【数１４】
2019527378.tif 000018
は移動台に対する基板の並進運動を表す。
【００５５】
具体的には、回転台の回転Ｒｔ、移動台に対する基板の膨張比Ｍｐ、及び移動台に対する基板の回転Ｒｐは以下の方法によって得られてもよい。すなわち、方法は、
基板上に、それの基板の座標系における公称の位置が（Ｘｉ,Ｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉとして示される位置合わせマークＩを設け、
位置合わせシステムを使用して位置合わせマークＩを位置合わせし、移動台の座標系における位置合わせマークの試験位置（Ｃａｘｉ,Ｃａｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉを取得し、
位置合わせマークの公称の位置（Ｘｉ,Ｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉ及び試験位置（Ｃａｘｉ,Ｃａｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉ、並びに配向中の移動台の対応する位置（ｓ．ｙｋ），ｉ＝１，２，・・・，Ｉに基づいて、以下のＲｔ、Ｍｐ及びＲｐを得ること、を含んでもよい。
【数１５】
2019527378.tif 000019
【００５６】
さらに、この実施形態によれば、ステップＳ１００において、各離散サンプリング位置における偏光照明器に対する移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）は以下の方法によって測定することができる。すなわち、方法は、各離散サンプリング位置における移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）及び各サンプリング位置における偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を、それぞれ測定することを含み、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＜Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）／１０であれば、Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）＝Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）である。
【００５７】
さらに、離散サンプリング位置における移動台のヨー角は、図３に示される原理に基づいて、図２ａの概略的なフローチャートに従って測定されてもよい。
【００５８】
ステップＳ１２１ａにおいて、移動台１０の表面が測定面１１として選択され、２つの第１干渉計からそれぞれ照射される測定光線２０が移動台の測定面１１に向けられる。測定面１１は光配向走査方向に垂直である移動台１０の面であってもよい。
【００５９】
ステップＳ１２２ａにおいて、第１干渉計から移動台の測定面までの２つの測定光線の光路間の長さの差のΔｙ１（すなわち、図３におけるｙ１とｙ１’の間の絶対差）、及び測定光線の光路の中心間の距離ｓ１が取得され、それらに基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）が計算される。
【００６０】
第１干渉計の各々は、送信機と、受信機と、測定面に取り付けられたコーナーリフレクター（いずれも図示されていない）を備えてもよい。測定中、送信機から発せられた光線は測定面に取り付けられたコーナーリフレクターに入射し、コーナーリフレクターによって反射される。受信機は反射光を受信し、データ処理を行う。このように、２つの第１干渉計を使用することで、これら２つの第１干渉計の対応する２つの光路間の長さの差を得ることが可能になる。干渉計はリアルタイムで光を放射及び受光することができるので、移動台のリアルタイムのヨー角測定が可能であり、それは移動台のぶれに対するオンライン監視を容易にし、さらに、移動台のぶれに対するリアルタイムの補正及び調整を達成し、移動台の位置決め精度を保証する。
【００６１】
もちろん、第１干渉計の代わりに格子スケールを用いて移動台のヨー角を測定してもよい。具体的には、図２ｂに示すように、離散サンプリング位置の各々における移動台のヨー角は以下の方法によって測定されてもよい。すなわち、方法は、
Ｓ１２１ｂ：光配向走査方向に沿って互いに平行に延びる２つの格子スケールを設け、それぞれの格子スケールに対応する読み取りヘッドを光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付け、
Ｓ１２２ｂ：それぞれの読み取りヘッドによって格子スケールの測定値を取得し、該測定値Δｙ１の差及び２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１に基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算することを、含んでもよい。
【００６２】
移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）の測定と同様に、離散サンプリング位置の各々における偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）は以下の方法によって測定されてもよい。すなわち、方法は、
偏光照明器の線形格子フレームの側面を測定面として選択し、それぞれの第２干渉計からの２つの測定光線を偏光照明器の測定面に向け、そこにおいて、偏光照明器の測定面は光配向走査方向に垂直である線形格子フレームの側面であってもよく、第２干渉計は第１干渉計と同様であってもよく、説明を簡単にするためにそれの詳細な説明は省略する、
第２干渉計から偏光照明器の測定面までの２つの測定光線の光路間の長さの差のΔｙ２と、２つの測定光線の光路の中心間の距離ｓ２とを計算し、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ２／ｓ２に従って偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を計算すること、を含んでもよい。
【００６３】
まとめると、本実施例に係る光配向制御方法では、偏光照明器に対する移動台のヨー角を評価及び監視することができるだけでなく、その評価に基づいて、光配向処理中の基板の表面全体にわたる配向角の均一性を直接的に反映する、重み付け動的偏光角偏移の均一性を確認することもできる。さらに、本実施例に係る光配向制御方法では、例えば、基板の表面に作用する偏光角が所望の範囲に維持されることを保証するために、重み付け動的偏光角偏移に基づいて回転台の回転、そしてそれによる基板の回転を調整することを可能にする。
【００６４】
第２実施形態
本発明はまた、上述した光配向制御方法に基づいて光配向装置を提供する。図４は第２の実施形態に係る光配向装置の側面図であり、図５は該光配向装置の上面図である。図４及び図５に示すように、光配向装置は偏光照明器１１０と、その上に乗せられた基板を回転させるための回転台１２０と、回転台１２０の下に配置され、光配向走査処理を実行するように構成された移動台１３０とを備える。光配向装置はさらに、
光配向処理中に運動台１３０のヨー角を測定するための移動台ヨー角測定器１４０と、
光配向処理中に偏光照明器１１０のヨー角を測定するための偏光照明器ヨー角測定器１５０と、
移動台１３０の偏光角と偏光照明器１１０の偏光角とに基づいて基板２００の重み付け動的偏光角偏移を計算し、偏光照明器に対する移動台のヨー角及び基板の重み付け動的な偏光角度偏移に基づいて回転台１２０の回転を制御することが可能な偏光角偏移制御部と、を備える。
【００６５】
本実施形態に係る光配向装置によれば、移動台１３０のヨー角と偏光照明器１１０のヨー角を取得した後、偏光角偏移制御部は回転台１２０の回転角度を調整することができ、基板２００が本来の角度位置からずれることを防止するこができ、それによって光配向装置の偏光軸の精度を向上させることができる。つまり、本実施形態に係る光配向装置は、光配向装置全体の動作を検出及び監視することができるだけでなく、その検出結果に基づいて、光配向制御の精度を向上させるように自動調整を行うことができる、閉ループフィードバックシステムとして動作する。
【００６６】
具体的には、移動台ヨー角測定器１４０は第１干渉測定器１４１と第１反射鏡１４２とを備える。第１反射鏡１４２は移動台１３０の側面に取り付けられている。例えば、第１反射鏡１４２は光配向走査方向に垂直である移動台１３０の側面に取り付けられてもよい。第１干渉測定器１４１は、第１干渉測定器から移動台の側面への第１測定光線の２つの光路の長さの差Δｙ１を求めるために、該２つの第１測定光線を第１反射体１４２に照射し、第１反射体１４２からの反射光線を集光する。移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）は、長さの差Δｙ１及び２つの第１測定光線の中心間の距離ｓ１の差に基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って計算される。第１干渉測定器は２つの単軸干渉計又は１つの二軸干渉計として実施されてもよい。
【００６７】
引き続き図４及び図５を参照すると、偏光照明器ヨー角測定器１５０は第２干渉測定器１５１と、第２反射鏡１５２（例えばコーナーリフレクター）とを備える。第２反射鏡１５２は偏光照明器１５０の線形格子フレーム１１２の側面に取り付けられている。具体的には、第２反射鏡１５２が取り付けられている線形格子フレーム１１２の側面は、光配向走査方向に垂直である線形格子フレームの側面であってもよい。第２干渉測定器１５１は、第２干渉測定器から線形格子フレーム１１２の側面への２つの第２測定光線の光路の長さの差Δｙ２を求めるために、該２つの第２測定光線を第２反射体１５２に照射し、第２反射体からの反射光線を集光する。偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）は、長さの差Δｙ２及び２つの第２測定光線の中心間の距離ｓ２に基づいて、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ２／ｓ２に従って計算される。第１干渉測定器１４０と同様に、第２干渉測定器１５０もまた、２つの単軸干渉計又は１つの二軸干渉計として実施されてもよい。
【００６８】
上述のように、偏光照明器１１０は偏光の形成において重要であるので、偏光照明器１１０の角度位置のずれは偏光の偏光軸の方向、そしてそれによって配向膜の光配向に悪影響を及ぼす。したがって、偏光照明器１１０のヨー角を測定することも重要である。偏光照明器ヨー角測定器１５０は偏光照明器１１０をリアルタイムで監視することができる。
【００６９】
引き続き図４及び図５を参照すると、偏光照明器１１０はトラフ状反射鏡１１１ａを備える照明フレーム１１１と、ランプ１１１ｂとを備えている。ランプ１１１ｂからの光は特定の角度で伝播する光線を形成するためにトラフ状反射鏡１１１ａによって反射されてもよい。トラフ状反射鏡１１１ａは放物線状反射鏡であることが好ましい。さらに、ランプ１１１ｂはＵＶ光を基板上に放射し、それによって基板に取り付けられた配向膜内で光反応を引き起こすための細長いＵＶランプであってもよい。好ましくは、ランプ１１１ｂの長さは光配向走査方向に垂直な方向（図４のＹ方向）において基板２００の長さよりも長い。これにより、移動台１３０によって基板２００を走査方向に移動させることによって基板全体の光配向が完了するように、ランプ１１１ｂの露光領域が走査方向と垂直な方向で基板２００の一部を囲むことが保証される。実際には、ランプの大きさは光配向される基板に基づいて選択されてもよい。例えば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍの基板を有するＧｅｎ４．５のＬＣＤパネルを製造する場合、ランプ１１１ｂの長さは７３０ｍｍよりも大きくなるように選択されてもよい。光配向処理中、ランプ１１１ｂが基板２００に対して完全に平行である必要はない。すなわち、基板はランプに対してある角度だけ回転させられてもよい。４．５ＬＣＤパネルの例を続けると、ランプ１１１ｂに対して０°±１５°、９０°±１５°又は１８０°±１５°の範囲内の角度で回転された基板２００上の配向膜全体の光配向を確実にするために、ランプ１１１ｂの露光領域は１１０９ｍｍ以上の大きさである必要がある。
【００７０】
引き続き図４及び図５を参照すると、偏光照明器１１０は、照明フレーム１１１からの光を基板２００の表面を露光及び光配向させるための偏光に整形するための線形格子フレーム１１２を含む。具体的には、線形格子フレーム１１２はフィルタ１１２ａと、偏光線形格子１１２ｂと、線形格子保護ガラス１１２ｃとの積層体を備えてもよい。フィルタ１１２ａと偏光線形格子１１２ｂとの間に圧縮空気が導入され、偏光線形格子１１２ｂと線形格子保護層１１２ｃとの間に不活性ガス、好ましくは窒素が導入される。
【００７１】
フィルタ１１２ａは照明フレーム１１１に面しており、光源１１１ｂから放射された光をフィルタリングして特定の波長帯の光を得るように構成されている。異なる配向膜は異なる波長帯の光配向の光を必要とするので、フィルタ１１２ａは所望の波長帯の光を得るように選択されてもよい。例えば、２５４ｎｍの配向膜は２４０ｎｍから３００ｎｍの範囲の波長の光配向の光を必要とするので、フィルタ１１２ａは、この波長帯の光を得るために選択されてもよい。
【００７２】
また、フィルタ１１２ａを透過した特定の波長帯の光はフィルタ１１２ａよりも照明フレーム１１１から遠い位置にある偏光線形格子１１２ｂに入射し、該偏光線形格子によって偏光に変換される。具体的には、偏光線形格子１１２ｂは透明基板と、該基板上に形成された格子とを備えてもよい。格子は多数の細片からなり、線形格子保護ガラス１１２ｃに面する偏光線形格子１１２ｂの表面上に配置される。格子はアルミニウム（Ａｌ）又は酸化チタン（ＴｉＯ２）等の金属又は金属化合物で形成されてもよい。好ましくは、現在の一般的な慣例に従って、偏光に高い消光比（＞５０：１）を持たせるために、格子を製造するために酸化チタンを用いてもよい。これは以下の理由による。すなわち、この材料が、偏光の良好な消光に加えて、偏光線形格子１１２ｂに入射する光が、特定の角度で入射しても、それの透過率の低下を防ぎ、結果として生じる偏光線形格子１１２ｂの偏光の偏光軸の方向が変化することを防ぐからである。現在の一般的な慣例に従った、酸化チタンから製造された格子は、最大で約４５°の入射角で、５０：１を超える消光比及び０．１°未満の偏光軸の回転を達成することができる。
【００７３】
本実施形態に従うと、線形格子フレーム１１２を冷却するために圧縮空気がフィルタ１１２ａと偏光線形格子１１２ｂとの間に導入される。光配向処理中、照明フレーム１１１から放射された光は常に線形格子フレーム１１２に照射され、大量の熱を発生し、線形格子フレーム１１２の温度を上昇させる傾向がある。線形格子フレーム１１２の温度が過度に高いと、光の偏光に悪影響を及ぼしてしまう。例えば、１８０℃より高い温度では、格子は膨張する傾向があり、それは格子ピッチを変化させ、最終的に光の偏光を劣化させてしまう。このため、本実施形態では、偏光照明器１１０の温度が極端に高くなることを防止するために、フィルタ１１２ａと偏光線形格子１１２ｂとの間に冷却用の圧縮空気が導入される。加えて、偏光線形格子１１２ｂの線形格子保護ガラス１１２ｃと対向する面に位置する格子が酸化され、該格子の偏光能力が低下するのを防止するために、偏光線形格子１１２ｂと線形格子保護ガラス１５２ｃとの間に窒素が導入される。偏光線形格子１１２ｂと線形格子保護ガラス１１２ｃとの間への窒素の導入は、特に格子が金属製である場合、該格子が厄介な酸化を起こすことを防止することができる。
【００７４】
引き続き図５を参照すると、本実施形態に従うと、光配向装置はさらに、光配向走査方向に沿って延びるガイドトラック１６０を備える。移動台１３０はガイドトラック１６０上に取り付けられており、基板を移動させて光配向を達成するためにガイドトラック１６０上をスライドする。加えて、光配向装置はまた、その上に基板２００が乗せられる支持台１７０を備える。支持台１７０は移動台１３０及び回転台１２０の上に配置される。回転台１２０は支持台１７０に取り付けられており、支持台を所望の角度だけ回転させることができる。好ましくは、支持台１７０は基部１７１と、基部１７１上に設けられた複数のピン１７２とを備える。ピン１７２は基板と接触しており、それによって基板を支持する。光配向処理は、基板２００をピン１７２上に載置することから始まる。そして、移動台１３０は基板２００を位置合わせのための位置に移動させる。基板２００の位置合わせが完了した後、回転台１２０は予め対応するように決められた偏光軸の偏光角度が達成されるように基板２００の回転角度を調整する。最後に、移動台１３０は光配向処理を完了するために、基板２００を走査方向に沿って前後に移動させる。
【００７５】
第３実施形態
図６は第３の実施形態に係る光配向装置の側面図であり、図７は該光配向装置の上面図である。図６及び図７を参照すると、本実施形態は以下の点で実施形態２と異なる。すなわち、移動台ヨー角測定器１４０’は光配向走査方向に沿って互いに平行に延びる２つの格子スケール’と、それぞれの格子スケール’に対応する読み取りヘッド１４２を備える。読み取りヘッド１４２’は光配向走査方向に垂直な移動台１３０の側面に取り付けられており、それぞれの格子スケールの測定値を取得し、２つの格子スケールの測定値の差Δｙ１及び２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１に基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されている。
【００７６】
具体的には、格子スケール１４１’はガイドトラック１６０と平行に延びる。さらに、格子スケール１４１’の各々には、距離を示す目盛りが設けられている。読み取りヘッド１４２’は、格子スケール１４１’の測定値を取得するために格子スケール１４１’に対向して配置される。光配向処理中、読み取りヘッド１４２’は移動台１３０と同期して移動し、格子スケール１４１’の測定値を感知する。それと同時に、データがリアルタイムでフィードバックされる。このようにして、２つの格子スケールの測定値の差Δｙ１と、２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１とを得ることができる。
【００７７】
まとめると、本実施形態に係る光配向装置は、偏光角偏移制御部が移動台と偏光照明器のヨー角をリアルタイムで監視及び調整する。これにより、移動台の位置決め精度を向上させるとともに、光配向装置の光配向制御の精度を向上させ、基板に作用する偏光角が所定の範囲内に維持されることを保証する。さらに、偏光角偏移制御部の検出結果は、光配向処理中の基板全体にわたる偏光角の均一性を直接的に特徴付け、配向膜における実際の配向角の誤差をより良く反映することができる。
【００７８】
本明細書に開示された実施形態は、各実施形態の説明が他の実施形態からの相違点に焦点を合わせたものであり、累進的な形式で記載されている。実施形態間で共通又は本質的に共通の任意の特徴の詳細な説明に対して、実施形態間で言及されてもよい。
【００７９】
上記の説明は、単に本発明のいくつかの好ましい実施形態の説明であり、いかなる意味においても本発明の範囲を限定するものではない。上記の教示に基づいて当業者によって行われる全ての変更及び修正は以下の特許請求の範囲で定義される範囲内に含まれる。
【図１】
2019527378.tif 000026
【図２ａ】
2019527378.tif 000027
【図２ｂ】
2019527378.tif 000028
【図３】
2019527378.tif 000029
【図４】
2019527378.tif 000030
【図５】
2019527378.tif 000031
【図６】
2019527378.tif 000032
【図７】
2019527378.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月27日(2019.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光照明器から発せられる偏光を使用して基板の光配向中の偏光の偏光角の偏移の均一性を制御するための光配向制御方法であって、
基板上で光配向走査方向に沿ってＫ個の離散サンプリング位置ｓ.ｙｋ，ｋ=１，２，・・・，Ｋを選択し、露光領域内でＭ個の検出点（Ｘｍ，Ｙｍ），ｍ＝１，２，・・・，Ｍを選択し、光配向中に離散サンプリング位置の各々で検出点の各々に対する偏光角偏移Ｄ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ,Ｙｍ,ｓ.ｙｋ）及び対応する照度レベルＩ（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ）を取得し、離散サンプリング位置の各々での偏光照明器に対する、基板が乗せられている移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）を測定し、
順方向及び逆方向の光配向走査が実行された後に、下記の式に従って各検出点（Ｘｍ，Ｙｍ）に対する重み付け動的偏光角偏移ＷＤｄｙｎ（Ｘｍ，Ｙｍ）を計算し、
【数１６】
2019527378.tif 000034
ここで、（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ））は移動台の座標系における検出点の座標を表し、該検出点は基板の座標系における座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を有し、
以下の式に従って、基板に対する重み付け動的偏光角偏移均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」を取得し、
【数１７】
2019527378.tif 000035
基板と移動台との間に配置され、偏光照明器に対する移動台のヨー角及び基板の重み付け動的偏光角偏移均一性「Ｍｕｒａｄｙｎ」に基づいて基板を回転させるように構成された回転台の回転角度を制御する、ことを含み、
偏光角偏移が光配向処理中に検出点で受光した偏光の実際の偏光角と偏光の公称の偏光角との間の差である、
光配向制御方法。
【請求項２】
（ｘ（Ｘｍ，Ｙｍ），ｙ（Ｘｍ，Ｙｍ，ｓ．ｙｋ））が以下の式によって与えられ、
【数１８】
2019527378.tif 000036
ここで、Ｒｔは基板を回転させるための回転台の回転を表し、
Ｍｐは回転台の下に位置する移動台に対する基板の膨張比を表し、
Ｒｐは移動台に対する基板の回転を表し、
【数１９】
2019527378.tif 000037
は移動台に対する基板の並進運動を表す、請求項１に記載の光配向制御方法。
【請求項３】
回転台の回転Ｒｔ、回転台の下に位置する移動台に対する基板の膨張比Ｍｐ、及び移動台に対する基板の回転Ｒｐが、
基板上に、それの基板の座標系における公称の位置が（Ｘｉ,Ｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉで示される位置合わせマークＩを設けること、
位置合わせマークＩの試験位置（Ｃａｘｉ,Ｃａｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉを得るために位置合わせシステムを使用して位置合わせマークＩを個々に位置合わせすること、
位置合わせマークの公称の位置（Ｘｉ,Ｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉ及び試験位置（Ｃａｘｉ,Ｃａｙｉ）,ｉ＝１，２，・・・，Ｉ、並びに配向中の移動台の対応する位置（ｓ．ｙｋ），ｉ＝１，２，・・・，Ｉに基づき、以下の式
【数２０】
2019527378.tif 000038
よって定義される基板位置合わせモデルに従ってＲｔ、Ｍｐ及びＲｐを取得すること、によって得られる、請求項２に記載の光配向制御方法。
【請求項４】
離散サンプリング位置の各々での偏光照明器に対する移動台のヨー角Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）の測定が、離散サンプリング位置の各々における移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）及び離散サンプリング位置の各々における偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を測定して、Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）＝Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）／Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）としてＹａｗ（ｓ.ｙｋ）を取得することを含む、請求項１に記載の光配向制御方法。
【請求項５】
離散サンプリング位置の各々において移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を測定することが、
移動台の側面を測定面として選択し、第１干渉計の２つの測定光線を測定面に向け、
第１干渉計の２つの測定光線の移動台の測定面までの光路の長さの差Δｙ１と、該２つの測定光線の光路の中心間の距離ｓ１とを取得し、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を算出すること、を含む、請求項４に記載の光配向制御方法。
【請求項６】
測定面が、光配向走査方向に垂直な移動台の側面である、請求項５に記載の光配向制御方法。
【請求項７】
離散サンプリング位置の各々において移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を測定することが、
光配向走査方向に沿って互いに平行に配置された２つの格子スケールを設け、それぞれの格子スケールに対応する読み取りヘッドを、光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付け、
２つの格子スケールの測定値の差と、２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１とに基づいて、それぞれの読み取りヘッドによって格子スケールの測定値を取得し、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算すること、を含む、請求項４に記載の光配向制御方法。
【請求項８】
離散サンプリング位置の各々において偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を測定することが、
偏光照明器の線形格子フレームの側面を測定面として選択し、第２干渉計の２つの測定光線を測定面に向け、
第２干渉計の２つの測定光線の偏光照明器の測定面までの光路の長さの差Δｙ２と、該２つの測定光線の光路の中心間の距離ｓ２とを取得し、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ２／ｓ２に従って偏光照明器のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を算出すること、を含む、請求項５又は７に記載の光配向制御方法。
【請求項９】
偏光照明器の測定面が、光配向走査方向に垂直である線形格子フレームの側面である、請求項８に記載の光配向制御方法。
【請求項１０】
Ｙａｗ（ｓ.ｙｋ）は以下の式
【数２１】
2019527378.tif 000039
によって計算される、請求項４に記載の光配向制御方法。
【請求項１１】
偏光照明器と、基板を搬送し回転させるように構成された回転台と、回転台の下に配置され、該基板が光配向走査を受けるように該基板を移動させるように構成された移動台とを備える光配向装置であって、
光配向処理中に移動台のヨー角を測定するための移動台ヨー角測定器と、
光配向処理中に偏光照明器のヨー角を測定するための偏光照明器ヨー角測定器と、
移動台のヨー角と偏光照明器のヨー角とに基づいて該基板の重み付け動的偏光角偏移を計算し、偏光照明器に対する移動台のヨー角及び該基板の重み付け動的偏光角偏移に基づいて、回転台の回転を制御するように構成された偏光角偏移制御部と、をさらに備える、光配向装置。
【請求項１２】
移動台ヨー角測定器が、第１干渉測定器と、移動台の側面に取り付けられた第１反射鏡とを備え、第１干渉測定器が、第１干渉測定器から移動台の側面までの２つの第１測定光線の光路間の長さの差Δｙ１を得るために、該２つの第１測定光線を第１反射鏡に向け、第１反射鏡から反射された光線を集光し、さらに、該長さの差Δｙ１及び第１干渉測定器の該２つの第１測定光線の中心間の距離ｓ１に基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されている、請求項１１に記載の光配向装置。
【請求項１３】
第１反射鏡が光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付けられている、請求項１２に記載の光配向装置。
【請求項１４】
移動台ヨー角測定器が、光配向走査方向に沿って互いに平行に配置された２つの格子スケールと、それぞれの格子スケールに対応する、光配向走査方向に垂直な移動台の側面に取り付けられた読み取りヘッドとを備え、該読み取りヘッドがそれぞれの格子スケールの測定値を取得し、２つの格子スケール測定値の差Δｙ１及び２つの格子スケールの中心間の距離ｓ１とに基づいて、Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ１／ｓ１に従って移動台のヨー角Ｙａｗ１（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されている、請求項１１に記載の光配向装置。
【請求項１５】
移動台ヨー角測定器が、第２干渉測定器と、偏光照明器の線形格子フレームの表面に取り付けられた第２反射鏡とを備え、第２干渉測定器が、第２干渉測定器から線形格子フレームの側面までの２つの第２測定光線の光路間の長さの差Δｙ２を得るために、該２つの第２測定光線を第２反射鏡に放射し、第２反射鏡から反射された光線を集光し、さらに、該長さの差Δｙ２及び該２つの第２測定光線の中心間の距離ｓ２に基づいて、Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）＝Δｙ２／ｓ２に従って移動台のヨー角Ｙａｗ２（ｓ.ｙｋ）を計算するように構成されている、請求項１２又は１４に記載の光配向装置。
【請求項１６】
第２反射鏡が光配向走査方向に垂直な線形格子フレームの側面に取り付けられている、請求項１５に記載の光配向装置。
【請求項１７】
偏光照明器が照明フレームを備えており、該照明フレームがトラフ状反射鏡と、ランプとを備え、該ランプがトラフ状反射鏡によって反射され、所定の角度で伝播する光線を形成する光を放射するように構成されている、請求項１１に記載の光配向装置。
【請求項１８】
トラフ状反射鏡が放物線状反射鏡である、請求項１７に記載の光配向装置。
【請求項１９】
該ランプが、光配向走査方向に垂直な方向において該基板の長さよりも長い長さを有している、請求項１７に記載の光配向装置。
【請求項２０】
偏光照明器が線形格子フレームを備え、該線形格子フレームがフィルタと、偏光線形格子と、線形格子保護ガラスとの積層体を備え、該フィルタと該偏光線形格子との間に圧縮空気が導入され、該偏光線形格子と該線形格子保護ガラスとの間に不活性ガスが導入される、請求項１１に記載の光配向装置。
【国際調査報告】
2019527378.tif 000040
2019527378.tif 000041
2019527378.tif 000042
2019527378.tif 000043